ساختار فیلتر شنی چگونه است؟

فیلتر شنی چیست؟

قبل از بررسی ساختار و اجزای این دستگاه، لازم است بررسی کنیم که فیلتر شنی چیست؟ با پاسخ دادن به این سوال قطعا دید بهتری نسبت به ساختار آن بدست خواهد آمد. در طبیعت آب های استخراج شده از سفره های آب زیرزمینی حاوی گل و لای بسیار زیادی می باشند. بعد از عبور آهسته آب از روی شن و ماسه زمین ذرات معلق و گل و لای خود را از دست داده و کاملا تمیز و شفاف از سوی دیگر بستر شنی خارج میشوند. این مساله را حتما در طبیعت مشاهده کرده اید! فیلتر شنی دقیقا از همین رفتار طبیعت الهام میگیرد و با کمک دانه های شن و ماسه و سیلیس تصفیه آب را انجام می دهد.

فیلتر شنی به دستگاه دارای مخزن فلزی یا فایبرگلاس گفته میشود که درون آن یک لایه یا بستر شن و ماسه تعبیه شده است. آب از روی این بستر عبور داده شده و به دلیل فاصله کم بین دانه های شن، ذرات معلق در آن امکان عبور را پیدا نمی کنند. در نهایت آب زلال از سمت دیگر دستگاه تخلیه می گردد.

ساختار فیلتر شنی

در ساختار فیلتر شنی چند جزء بسیار مهم به کار می رود از قبیل شیر فیلتر، مخزن یا بدنه، فشار سنج، لوله ها، سیلیس، دریچه بازدید که همگی باید در سطح بالایی از کیفیت قرار بگیرند. دریچه بازدید تعبیه شده روی بدنه فیلتر شنی برای تعویض بستر سیلیس کاربرد دارد و به اندازه ورود دست انسان فضا دارد.

در ساختار فیلتر شنی، شیر های ورودی در بالای مخزن نصب شده و بعد از آن بستر شن و سیلیس در وسط آن قرار میگیرد. در قسمت پایین دستگاه نیز شیر تخلیه وجود دارد تا آب تصفیه شده از آن خارج شود.

انواع فیلتر شنی

یکی از موضوعات بسیار مهم و تاثیرگذار در ساختار فیلتر شنی، نوع دستگاه است. چون انواع فیلتر شنی دارای تنوع بالایی از نظر جنس مخزن، نحوه تصفیه آب و همچنین تعداد لایه های شن و ماسه و همچنین نحوه نصب دستگاه می باشند. در ادامه چند مورد از انواع فیلتر شنی را معرفی می کنیم:

فیلتر شنی فلزی

مخزن این نوع از فیلتر شنی ها از فلزت بسیار مقاوم گالوانیزه یا کربن استیل با ضخامت بالا تولید میشود. به همین دلیل دارای استقامت بسیار زیادی در برابر فشار و ضربه بوده و در تماس با مواد خورنده نیز دچار خوردگی نمیشوند. فیلتر شنی فلزی گزینه ای بسیار کاربردی برای محیط های صنعتی محسوب میشود.

فیلتر شنی فایبرگلاس

اصلی ترین ویژگی این نوع فیلتر شنی، استفاده از فایبر گلاس در تولید مخزن می باشد. فایبرگلاس به اندازه فلزات در برابر فشار و ضربه و نوسانات دمایی مقاومت ندارد. به همین دلیل این نوع فیلتر شنی بیشتر برای تصفیه آب استخرها و تصفیه آب خانگی مورد استفاده قرار میگیرند.

انواع فیلتر شنی بر اساس تعداد لایه های سیلیس

یکی از اصلی ترین بخش ها در ساختار فیلتر شنی، بستر شن و ماسه و سیلیس می باشد. در اغلب فیلتر شنی ها تنها یک لایه شن تعبیه میشود و گزینه مناسبی برای آب های حاوی مقدار کم گل و لای و ذرات معلق خواهد بود. برای افزایش کیفیت آب خروجی از دستگاه، در برخی از این دستگاه ها چندین لایه سیلیس قرار میگیرد.

در هر دو نوع یک لایه و چند لایه از دانه های سیلیس در درجات و سایزهای مختلفی استفاده میشود. به عنوان مثال، سیلیس های زیر در این تجهیزات کاربرد زیادی دارند:

• سیلیس درجه یک (قطر 0.5 تا 1.5 میلیمتر)
• سیلیس درجه دو (قطر 2 تا 3.5 میلیمتر)
• سیلیس درجه سه (قطر 4 تا 8 میلیمتر)
• شن درجه یک برای 60 درصد از فضای بالای فیلتر
• شن درجه دو به اندازه 20 درصد در وسط فیلتر
• شن درجه سه به اندازه 20 درصد در کف فیلتر

به دلیل آلودگی های زیادی که روی این ذرات به مرور تجمع پیدا می کنند، شست و شوی سیلیس لازم است به صورت مرحله ای انجام شود. بر اساس نوع فیلتر شنی شست و شو ممکن است اتوماتیک، نیمه اتوماتیک یا دستی انجام شود.

انواع فلتر شنی بر اساس عملکرد

از دیگر پارامترهایی که می توان برای دسته بندی انواع فیلتر شنی در نظر گرفت، نحوه عملکرد آنها است. بر اساس نحوه عملکرد در ساختار فیلتر شنی نیز تغییراتی انجام شده و تجهیزات خاصی به کار می رود. فیلتر شنی ها از نظر نحوه عملکرد و سرعت عبور آب از بستر شن و ماسه ای دارای سه گروه هستند که عبارتند از:

• فیلتر شنی کند: آب با سرعت طبیعی و بدون هیچگونه فشار اضافه از روی بستر سیلیس عبور داده شده و تصفیه میشود.
• فیلتر شنی ثقلی: با کوچک شدن بستر سیلیس، سطح مقطع عبور آب کاهش یافته و به همین دلیل با سرعت بیشتری آب تصفیه میشود. در این صورت نیاز است تا بستر سیلیس در فاصله های کوتاه تری تمیز شوند.
• فیلتر شنی تحت فشار: با تعبیه پمپ فشار آب با سرعت بیشتری از روی بستر سیلیس عبور داده میشود. از مزایای این نوع فیلتر شنی می توان به سرعت تصفیه بالا اشاره کرد.

علاوه بر دسته بندی های فوق، فیلتر شنی ها در دو گروه عمودی و افقی نیز تقسیم بندی میشوند. مدل های عمودی دارای مخزن استوانه ای بوده و به صورت ایستاده در محیط هایی که محدودیت در ارتفاع سقف ندارند نصب میشوند. مدل های افقی نیز دارای مخزن استوانه ای بوده و روی زمین در حالت خوابیده و افقی نصب میشوند. این دو مدل فیلتر شنی از نظر نحوه عملکرد و کیفیت آب خروجی هیچ تفاوتی با هم ندارند و بر حسب شرایط محیط می توان آنها را انتخاب کرد.

نحوه عملکرد فیلتر شنی

در تمام انواع فیلتر شنی عمودی و افقی با مخزن های فلزی و فایبرگلاس، روند کار تقریبا مشابه و به صورت زیر می باشد:

• آب حاوی ذرات معلق، املاح و موارد مشابه از بالای مخزن وارد فیلتر شنی میشود.
• با توجه به نوع فیلتر شنی، آب ممکن است بدون فشار جانبی یا با فشار پمپ هوا از بستر سیلیس عبور کند.
• ذرات معلق در آب امکان عبور از بین دانه های شنی را پیدا نخواهند کرد و روی بستر سیلیس انباشته میشوند.
• آب تصفیه شده از سمت دیگر دستگاه از شیرهای تخلیه خارج میشود.
• در صورت آلوده شدن بستر سیلیس، به منظور افزایش کارایی دستگاه شستشوی معکوس یا بک واش انجام میشود. با توجه به نوع دانه های سیلیس و کیفیت آنها، در برخی از مواقع لازم است بستر شن به طور کامل تعویض شود.

استانداردهای طراحی ساختار فیلتر شنی

در طراحی ساختار فیلتر شنی استانداردهای متعددی باید در نظر گرفته شوند که مهم ترین آنها عبارتند از:

• استاندارد ASME-UG 23: این استاندارد حداقل و حداکثر میزان تنش مخزن را در شرایط محیطی مختلف تعیین می کند
• استاندارد ASME-UG 27: میزان ضخامت بدنه مخزن که تحت فشار داخلی قرار دارد
• استاندارد ASME-UG 28: میزان ضخامت بدنه مخزن که تخت فشار خارجی قرار دارد
• استاندارد ASME-UG 29: میزان مقاومت حلقه ای مخزن تحت فشار داخلی
• استاندارد ASME-UG 43: این استاندارد مربوط به اتصالات و نازل و بوشن به بدنه و پوسته مخزن می باشد
• استاندارد ASME-UG 45: حداقل قطر نازل ها

جمع بندی

فیلتر شنی دارای انواع مختلف فلزی و فایبر گلاس می باشد که به صورت عمودی یا افقی نصب میشوند. مهم ترین بخش در این تجهیزات، بستر شن و ماسه و سیلیس می باشد که از عبور ذرات معلق در آب و املاح جلوگیری می کنند. علاوه براین، نحوه عبور آب از بستر سیلیس و سرعت آن در فیلترهای مختلف متفاوت بوده و بر همین اساس نیز بازه های مورد نیاز برای شستشوی سیلیس متفاوت خواهد بود.